智慧高鐵打造世界領(lǐng)先奧運(yùn)之路講述中國奇跡
2018-04-26
未來網(wǎng)北京4月25日電百年京張鐵路將迎來再次輝煌。
在同樣的起點(diǎn)和終點(diǎn)，一百多年前的1909年，中國人自行設(shè)計(jì)和建造的第一條鐵路——京張鐵路全線通車，而如今，它將再次書寫中國鐵路乃至世界鐵路的輝煌。
目前，近200公里的線路上將迎來飛躍式的中國速度：京張高鐵智能動車組將于2019年上半年完成調(diào)試及試驗(yàn)驗(yàn)證。作為“復(fù)興號”的智能型升級版，京張高鐵智能動車組在世界上首次實(shí)現(xiàn)了時速350公里的自動駕駛，并首次采用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。列車安裝了數(shù)千個傳感器，像帶著隨車醫(yī)生一樣，隨時自體檢。為了保障運(yùn)行安全，還有專門為它設(shè)計(jì)的故障預(yù)測和健康管理系統(tǒng)，無論走到哪里都能和指揮中心的“家”實(shí)現(xiàn)實(shí)時互動，隨時保平安……
“龍鳳呈祥”“瑞雪迎春”面世打造奧運(yùn)精品
近日，京張高鐵智能動車組的整體造型首次向大眾公布。
按照“標(biāo)準(zhǔn)配置+奧運(yùn)配置”的思路，在充分考慮中國元素、奧運(yùn)精神、百年京張文化以及前期眾創(chuàng)成果等要素的基礎(chǔ)上，京張高鐵智能動車組頭優(yōu)化設(shè)計(jì)形成了鷹隼和旗魚兩種頭型方案。
京張高鐵智能動車組設(shè)計(jì)圖。中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司供圖
“型男”京張高鐵智能動車組具有優(yōu)越的空氣動力學(xué)性能，經(jīng)過科技人員智慧和眾創(chuàng)設(shè)計(jì)靈感的完美結(jié)合，有兩套漂亮的外觀，一個特中國，叫做“龍鳳呈祥”，一個很奧運(yùn)，叫做“瑞雪迎春”。
這兩份方案的背后是全民對京張高鐵智能動車組的期待和參與。
去年8月，中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司面向社會征集京張高鐵智能動車組外觀涂裝、車內(nèi)設(shè)備設(shè)施布置和車內(nèi)裝飾、旅客服務(wù)的功能需求等設(shè)計(jì)方案。
“去年8月3日到24日短短20天時間內(nèi)，僅僅總機(jī)就接到200多個咨詢電話，官方郵箱收到咨詢和應(yīng)征方案的郵件300多封?！敝袊F道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司機(jī)輛所科管部副主任魏慶介紹。
魏慶表示，在260件應(yīng)征方案中，主辦方組織專家評選出六件精品作品，而“龍鳳呈祥”和“瑞雪迎春”的方案吸收了這些精品作品的優(yōu)秀理念和設(shè)計(jì)思路。
最終，根據(jù)車輛外形特點(diǎn)、技術(shù)考慮和專家意見，“龍鳳呈祥”和“瑞雪迎春”誕生。
初步確定，“龍鳳呈祥”將在京張高鐵開通運(yùn)營之后使用;“瑞雪迎春”將在奧運(yùn)期間使用，奧運(yùn)結(jié)束之后再恢復(fù)到正常配置。
2017年2月24日，習(xí)近平總書記指出，綠色、共享、開放、廉潔的辦奧理念，是新發(fā)展理念在北京冬奧會籌辦工作中的體現(xiàn)，要貫穿籌辦工作全過程，并且特別強(qiáng)調(diào)，冬奧會的各項(xiàng)建設(shè)和改造工程都要努力成為精品工程。
中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司機(jī)輛所副所長張波介紹，在京張高鐵智能動車組的設(shè)計(jì)過程中，技術(shù)團(tuán)隊(duì)多次與奧組委及相關(guān)專家溝通討論，將在動車組上提供全面的奧運(yùn)服務(wù)，包括多語播報(bào)、輪椅存放、媒體車廂、高速互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，坐在高鐵上就能看奧運(yùn)賽事直播。
世界首次350公里自動駕駛彰顯智慧高鐵
京張高鐵2019年就要全線開通。屆時，打開鐵路智慧行app，買票、選座、訂酒店、買特產(chǎn)、訂奧運(yùn)票，都能實(shí)現(xiàn)。一證通行、刷臉進(jìn)站。站內(nèi)導(dǎo)航標(biāo)識和各種智能機(jī)器人，就像是隨行小秘書。
京張高鐵是世界上首次全線采用智能技術(shù)建造的高鐵。
“自動駕駛?cè)滩挥貌僮鳎緳C(jī)按動按鈕就可以自動發(fā)車，區(qū)間自動運(yùn)行，到站自動停車，整個過程實(shí)現(xiàn)自動化?！睆埐ń榻B。
這不僅是中國高鐵首次實(shí)現(xiàn)自動駕駛，也是世界上首次實(shí)現(xiàn)時速350公里的自動駕駛。
雖然目前在地鐵上已經(jīng)應(yīng)用了自動駕駛技術(shù)，但“復(fù)興號”速度更快，對系統(tǒng)的可靠性和響應(yīng)速度都提出了新的挑戰(zhàn)。
張波介紹，高鐵自動駕駛對安全性要求很高。
“自動駕駛一旦出現(xiàn)問題，或司機(jī)發(fā)現(xiàn)異常時，動一下手柄就可以直接接管，轉(zhuǎn)為人工駕駛。相關(guān)的地面系統(tǒng)和車載設(shè)備試驗(yàn)將在今年下半年在京沈高鐵陸續(xù)開展。”張波表示。
負(fù)責(zé)京張高鐵智能動車組研發(fā)的中車長客股份副總工程師沙淼介紹，京張高鐵線路條件特殊，并且有千分之三十的大坡道，在自動駕駛的過程中，對制動的控制、牽引的控制與正常環(huán)境有很大差別，在這種情況下如何將車控制得更加平穩(wěn)舒適是一種挑戰(zhàn)。
為了保障運(yùn)行安全，京張高鐵智能動車組還專門設(shè)計(jì)了故障預(yù)測和健康管理系統(tǒng)，無論走到哪里都可以和指揮中心的“家”實(shí)現(xiàn)實(shí)時互動。
張波介紹，這一系統(tǒng)可隨時對車輛狀況進(jìn)行識別，并在“復(fù)興號”的基礎(chǔ)上，將溫度、振動等多種信息關(guān)聯(lián)起來，優(yōu)化數(shù)據(jù)的綜合分析。
沙淼介紹，這一系統(tǒng)在在走行部的軸承發(fā)生異常振動時，可以提前進(jìn)行預(yù)判，提早發(fā)現(xiàn)問題，更為有效地確保行車安全。
200公里濃縮萬里山河50分鐘激活千年時光
為了保護(hù)歷史遺跡、不打擾城市生活，京張高鐵從北京北站引出后，進(jìn)入清華園隧道，下穿近90條城市管道線路，施工像外科手術(shù)一樣精準(zhǔn)。
京張高鐵到清河站將迎來一個創(chuàng)舉，在幾百米長的狹長地帶，打造了北京北部全新的客運(yùn)交通樞紐，地鐵和高鐵的并場設(shè)計(jì)，高鐵、城鐵、公交車、出租車、私家車完美零換乘，四臺八線連接四面八方。
乘坐京張高鐵智能動車組，從北京出發(fā)，不到二十分鐘就可以抵達(dá)長城。在八達(dá)嶺長城地下102米，建造了世界上最大最深的高鐵站，候車、乘降、新風(fēng)、消防、避險(xiǎn)系統(tǒng)一應(yīng)俱全，88個洞管開挖的最大斷面創(chuàng)造了許多世界之最。
這也許是登上長城最炫最酷的路線了。
坡度問題是京張高鐵重點(diǎn)克服的難題之一。
京張高鐵從北京北到張家口南，海拔從二三十米一直上升到700多米，崇禮支線海拔更是上升到了將近1600米，因此線路有較長大坡道，京張高鐵千分之三十的坡道是6.3公里長，而崇禮支線有15公里多。
技術(shù)方案要求動車組損失一半的動力還能爬上去，對于千分之三十的坡度來說，既有“復(fù)興號”的設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足需求。
設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對動車組牽引系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，加大了啟動的力矩，滿足50%動力時爬坡能力，并升級制動系統(tǒng)以應(yīng)對長大下坡的挑戰(zhàn)。此外，考慮在車上配備動力電池，在應(yīng)急情況下具備自走行和空調(diào)供電功能。
這樣，一眨眼的功夫“復(fù)興號”就可以通過人字坡，而這在百年前要爬78分鐘。
官廳水庫是北京的備用水源，架橋神器的神奇臂力，讓橫梁滴水不沾越過近千米的水面，就是為了保護(hù)每一滴水。
太子城站是冬奧會歷史上首次直達(dá)比賽核心區(qū)的高鐵站，不僅滿足冬奧需求，還能服務(wù)當(dāng)?shù)乇┊a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
可以說，這條為2022年打造的奧運(yùn)之路每一站都是驚喜和風(fēng)景。200多公里濃縮的是萬里山河，50多分鐘激活的是千年時光。
